?第30講　生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)


考點(diǎn)一　生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1．生態(tài)系統(tǒng)的概述

2．生態(tài)系統(tǒng)的組成成分
項(xiàng)目
非生物的物質(zhì)和能量
生產(chǎn)者
消費(fèi)者
分解者
實(shí)例
陽(yáng)光、熱能、水、空氣、無機(jī)鹽等
自養(yǎng)生物，主要是綠色植物
異養(yǎng)生物，主要是動(dòng)物
主要是營(yíng)腐生生活的細(xì)菌和真菌
作用
生物群落中物質(zhì)和能量的根本來源
將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并將能量?jī)?chǔ)存在有機(jī)物中
加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
分解動(dòng)、植物的遺體和動(dòng)物的排遺物
地位

生態(tài)系統(tǒng)的基石
生態(tài)系統(tǒng)最活躍的成分
生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵成分

3.生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)
(1)食物鏈

(2)生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的關(guān)系[連一連]

(3)食物網(wǎng)


1．(必修3 P88“旁欄思考題”改編)一個(gè)動(dòng)物園中的全部動(dòng)物是一個(gè)系統(tǒng)嗎？全部動(dòng)物和植物呢？為什么？
答案：動(dòng)物園中的全部動(dòng)物不能說是一個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)椴煌N動(dòng)物是分開飼養(yǎng)的，彼此之間沒有內(nèi)在聯(lián)系和相互影響，不是一個(gè)有機(jī)的整體。同理，動(dòng)物園中的全部動(dòng)物和植物也不是一個(gè)系統(tǒng)。
2．(必修3 P92拓展題改編)在農(nóng)田、果園等人工生態(tài)系統(tǒng)中，可否通過增加或延長(zhǎng)食物鏈，提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性并獲得更多產(chǎn)品？為什么？
答案：可以。農(nóng)田和果園等人工生態(tài)系統(tǒng)食物鏈單一，自身穩(wěn)定性差，易受病蟲害破壞。通過研究生物之間的相互關(guān)系，增加或延長(zhǎng)食物鏈，使之成為立體農(nóng)田和立體果園，可以提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)獲得更多的產(chǎn)品。例如，水田養(yǎng)魚、果園養(yǎng)雞等。

【真題例證·體驗(yàn)】
(2018·高考海南卷)某地在建設(shè)池塘?xí)r，設(shè)計(jì)了右圖所示的食物網(wǎng)，鯽魚和鰱魚生活在不同水層。下列關(guān)于該池塘生態(tài)系統(tǒng)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．鯽魚既是初級(jí)消費(fèi)者又是次級(jí)消費(fèi)者
B．消耗等量藻類時(shí)，鱖魚的生長(zhǎng)量少于鰱魚
C．通氣可促進(jìn)水體中生物殘骸分解為無機(jī)物
D．藻類固定的能量小于流入次級(jí)消費(fèi)者的能量
解析：選D。由題圖可知，鯽魚既是初級(jí)消費(fèi)者又是次級(jí)消費(fèi)者，A正確；鱖魚的營(yíng)養(yǎng)級(jí)比鰱魚高，消耗等量藻類時(shí)，鱖魚的生長(zhǎng)量少于鰱魚，B正確；通氣有利于水體中需氧型分解者的呼吸作用，促進(jìn)生物殘骸分解為無機(jī)物，C正確；藻類固定的能量大于流入次級(jí)消費(fèi)者的能量，D錯(cuò)誤。
【考法縱覽·診斷】
(1)趨光性昆蟲是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者 [2018·全國(guó)卷Ⅲ，T6A](√)
(2)在某一生態(tài)系統(tǒng)的田螺、小球藻、大腸桿菌、草魚等組分中，能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的是小球藻 [2016·海南卷，T21改編](√)
(3)俗話說：“大魚吃小魚，小魚吃小蝦，小蝦吃泥巴”。某同學(xué)據(jù)此設(shè)計(jì)了一個(gè)水池生態(tài)系統(tǒng)。屬于該生態(tài)系統(tǒng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的是泥巴中的大腸桿菌 [2015·海南卷，T23B](×)
(4)分解者所需的能量可來自各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所儲(chǔ)存的能量 [2015·海南卷，T25B](√)
【長(zhǎng)句特訓(xùn)·規(guī)范】
某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹構(gòu)成的食物網(wǎng)如下圖，據(jù)圖分析下列問題：

(1)該食物網(wǎng)中，共有________條食物鏈。
(2)鷹與鼬的種間關(guān)系是________________。
(3)此食物網(wǎng)沒有表示出的生態(tài)系統(tǒng)成分是___________________________________。
(4)通常情況下，寄生在鼠身上的跳蚤對(duì)鼠種群數(shù)量的影響________(填“大于”“小于”或“相當(dāng)于”)鼬對(duì)鼠種群數(shù)量的影響。
(5)動(dòng)物的取食行為可以滿足自己或同種個(gè)體對(duì)食物的需要。動(dòng)物取食對(duì)象一般選取低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，理由是________________________________________________。
答案：(1)6　(2)捕食和競(jìng)爭(zhēng)　(3)非生物的物質(zhì)和能量、分解者　(4)小于　(5)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含的能量多；富集的有毒物質(zhì)少

1．根據(jù)各類信息構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))的方法
(1)根據(jù)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有機(jī)物總量或能量分析


營(yíng)養(yǎng)級(jí)
A
B
C
D
Pg
15.9
870.7
1.9
141.0
圖1、圖2中根據(jù)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中有機(jī)物多少可形成的食物鏈為丙→甲→乙→丁。表格中Pg表示生物同化作用固定能量的總量，根據(jù)能量多少和傳遞效率10%～20%可以確定食物鏈為B→D→A→C。


(2)根據(jù)重金屬、DDT等物質(zhì)的濃度分析
下表為某生態(tài)系統(tǒng)中生物體內(nèi)殘留有機(jī)汞的情況：
生物體
A
B
C
D
E
有機(jī)汞濃度(mg·L－1)
0.05
7
0.51
68
0.39
有機(jī)汞在組成食物鏈的生物體內(nèi)存在生物富集現(xiàn)象，即隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高，汞濃度增加，兩者在數(shù)值上呈正相關(guān)，所以從表中有機(jī)汞濃度的大小可推知該生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)的高低，從而判斷各生物所含能量的多少。其食物鏈(網(wǎng))如圖。
(3)依據(jù)捕食關(guān)系曲線構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))

分析曲線走勢(shì)，先上升、先下降者為被捕食者，故上圖中食物鏈為乙→丙→甲。
(4)依據(jù)提供的食物信息構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))
如古樹上有紅蜘蛛、蚜蟲、草蛉、七星瓢蟲、麻雀、花喜鵲6種動(dòng)物，它們之間的關(guān)系：草蛉、七星瓢蟲捕食紅蜘蛛、蚜蟲；紅蜘蛛、蚜蟲以古樹的各器官為食物；麻雀、花喜鵲以紅蜘蛛、蚜蟲、草蛉為食。依據(jù)捕食關(guān)系由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)→高營(yíng)養(yǎng)級(jí)直接繪圖，可得到如下食物網(wǎng)。

2．食物網(wǎng)中生物數(shù)量的變化分析
(1)食物鏈的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物減少，相關(guān)生物都減少。
(2)“天敵”減少，被捕食者數(shù)量增加，但隨著其數(shù)量增加，種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇，種群密度還要下降，直到趨于穩(wěn)定。
(3)“中間”營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物減少的情況，舉例如下：

若青蛙突然減少，則以它為食的蛇將減少，鷹過多捕食兔和食草鳥，從而導(dǎo)致兔、食草鳥減少，因鷹不只捕食蛇一種生物，它可以依靠其他食物來源維持?jǐn)?shù)量基本不變。


生態(tài)系統(tǒng)的概念及成分
生命觀念
1．下圖是有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的概念圖，①②③分別是(　　)

A．生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的種類、食物鏈和食物網(wǎng)
B．生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)
C．生態(tài)系統(tǒng)的種類、生態(tài)系統(tǒng)的成分、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
D．生態(tài)系統(tǒng)的成分、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、食物鏈和食物網(wǎng)
解析：選B。生態(tài)系統(tǒng)包括其結(jié)構(gòu)①和功能，其結(jié)構(gòu)又包括生態(tài)系統(tǒng)的成分②和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)即③食物鏈和食物網(wǎng)，而生態(tài)系統(tǒng)的成分包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和非生物的物質(zhì)和能量，B項(xiàng)正確。
2．(2020·山西孝義高三入學(xué)摸底)下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中四種成分(甲、乙、丙、丁和戊所對(duì)應(yīng)方框各代表一種成分)之間的關(guān)系，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)

A．甲、乙和丙所包含的所有種群構(gòu)成群落
B．戊不一定是微生物
C．圖中存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的只有乙2和丙2
D．丁的含量增加將導(dǎo)致臭氧層被破壞
解析：選B。由題圖可知，甲、丁為雙箭頭關(guān)系，且乙、丙、甲均指向戊，由此推斷甲為生產(chǎn)者，乙、丙為消費(fèi)者，丁為非生物的物質(zhì)和能量，戊為分解者，甲、乙、丙和戊包含的所有種群構(gòu)成群落，A錯(cuò)誤；分解者也可以是營(yíng)腐生生活的蚯蚓、蜣螂等，B正確；乙1、丙1間也存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，C錯(cuò)誤；大量的氟利昂會(huì)導(dǎo)致臭氧層的破壞，D錯(cuò)誤。

食物鏈和食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分析
科學(xué)思維
3．(2020·江蘇南京六校聯(lián)考)下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中構(gòu)成一條食物鏈的甲、乙、丙、丁4個(gè)種群的數(shù)量變化，下列說法錯(cuò)誤的是(　　)

A．甲種群在該食物鏈中是次級(jí)消費(fèi)者，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)
B．a(chǎn)b段甲種群數(shù)量下降的原因是乙減少，丙增多
C．甲、乙、丙、丁4個(gè)種群占據(jù)不同的位置，體現(xiàn)了群落的空間結(jié)構(gòu)
D．由于丁種群在4個(gè)種群中相對(duì)數(shù)量最多，所以其豐富度最大
解析：選D。甲、乙、丙、丁4個(gè)種群之間是捕食關(guān)系，被捕食者先增加先減少，捕食者后增加后減少，所以由這4個(gè)種群構(gòu)成的食物鏈為丁→乙→甲→丙。甲種群在該食物鏈中是次級(jí)消費(fèi)者，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，A正確；ab段乙種群數(shù)量減少、丙種群數(shù)量增多，導(dǎo)致甲種群數(shù)量下降，B正確；甲、乙、丙、丁4個(gè)種群占據(jù)不同的位置，體現(xiàn)了群落的空間結(jié)構(gòu)，C正確；豐富度是指群落中物種數(shù)目的多少，D錯(cuò)誤。

4.如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有四種生物，并構(gòu)成一條食物鏈。在某一時(shí)間分別測(cè)得這四種生物(甲、乙、丙、丁)所含有機(jī)物的總量，如右圖所示。在一段時(shí)間內(nèi)，如果乙的種群數(shù)量增加，則會(huì)引起(　　)
A．甲、丁的種群數(shù)量增加，丙的種群數(shù)量下降
B．甲、丙、丁的種群數(shù)量均增加
C．甲、丁的種群數(shù)量下降，丙的種群數(shù)量增加
D．甲的種群數(shù)量下降，丙、丁的種群數(shù)量增加
解析：選D。能量流動(dòng)的特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)、逐級(jí)遞減，所以題圖所示甲、乙、丙、丁四種生物之間構(gòu)成的食物鏈為丙→甲→乙→丁。當(dāng)乙的數(shù)量增加時(shí)，因乙是以甲為食，所以甲由于天敵增加，數(shù)量就會(huì)相應(yīng)下降；由于甲是以丙為食，甲是丙的天敵，丙的天敵數(shù)量減少其數(shù)量就增加；又由于丁是以乙為食，乙的數(shù)量增加，導(dǎo)致丁因食物充足而數(shù)量增加。

食物鏈和食物網(wǎng)的數(shù)量變化分析
科學(xué)思維
5.(2020·江蘇鹽城阜寧期中)右圖表示生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．該食物網(wǎng)中共有6條食物鏈
B．該食物網(wǎng)中的所有生物構(gòu)成生物群落
C．蝗蟲和老鼠在不同食物鏈中但屬于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)
D．若老鼠全部死亡消失，對(duì)狼的影響比對(duì)貓頭鷹顯著
解析：選C。食物鏈的起點(diǎn)是草，終點(diǎn)是不被其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食的生物，則該食物網(wǎng)中共有5條食物鏈，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；食物網(wǎng)中只包括生產(chǎn)者和消費(fèi)者，構(gòu)成生物群落還應(yīng)該包括分解者，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；蝗蟲和老鼠都位于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，屬于初級(jí)消費(fèi)者，故C項(xiàng)正確；貓頭鷹的食物來源只有老鼠，狼的食物來源有浣熊、鹿和老鼠，若老鼠全部死亡消失，對(duì)狼的影響比對(duì)貓頭鷹小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.右圖表示一個(gè)海灘濕地生態(tài)系統(tǒng)中部分生物的食物關(guān)系，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．細(xì)菌既可作為分解者，又可作為消費(fèi)者的食物
B．第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物有食草蟲、線蟲、海螺
C．若大米草死亡，將導(dǎo)致藻類數(shù)量增加，沼蟹數(shù)量亦增加
D．若噴灑只殺滅食草蟲的殺蟲劑，則蜘蛛數(shù)量將減少
解析：選B。食物鏈的起點(diǎn)是生產(chǎn)者，海螺、線蟲和食草蟲均能以生產(chǎn)者為食，故三者應(yīng)為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)；大米草與藻類之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，大米草死亡會(huì)導(dǎo)致藻類數(shù)量增多，藻類數(shù)量增多會(huì)導(dǎo)致線蟲數(shù)量增多，進(jìn)而導(dǎo)致以線蟲為食的沼蟹數(shù)量增多；殺蟲劑殺死食草蟲，會(huì)導(dǎo)致蜘蛛的食物減少，進(jìn)而導(dǎo)致蜘蛛數(shù)量減少。
考點(diǎn)二　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1．能量流動(dòng)的概念

2．能量流動(dòng)的過程
(1)能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過程


(2)能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的過程

①能量流動(dòng)的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。
②能量散失的途徑是各種生物的呼吸作用(代謝過程)。
③流動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化是太陽(yáng)能→有機(jī)物中的化學(xué)能→熱能。
3．能量流動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)



4．研究能量流動(dòng)的意義
(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。
(2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?br />
【真題例證·體驗(yàn)】
(2016·高考全國(guó)卷Ⅲ)我國(guó)諺語中的“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是(　　)
A．鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量
B．該生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者
C．鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié)
D．鷹的遷入改變了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的方向
解析：選C。鷹的遷入會(huì)使黃雀數(shù)量減少，導(dǎo)致螳螂的數(shù)量增加，進(jìn)而使蟬的數(shù)量減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)中流入生產(chǎn)者的能量是光合作用固定的太陽(yáng)能或化能合成作用固定的化學(xué)能，細(xì)菌產(chǎn)生的能量不能流向生產(chǎn)者，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鷹的遷入增加了營(yíng)養(yǎng)級(jí)，增加了能量消耗的環(huán)節(jié)，C項(xiàng)正確；能量沿食物鏈由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)，鷹的遷入不會(huì)改變?cè)撋鷳B(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的方向，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【考法縱覽·診斷】
(1)太陽(yáng)能進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的主要過程是綠色植物能通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中，分解者通過分解動(dòng)、植物的遺體殘骸和動(dòng)物的排遺物來獲得生命活動(dòng)所需的能量 [2018·全國(guó)卷Ⅰ，T29節(jié)選](√)
(2)由于散失的熱能不能被生產(chǎn)者再固定，且食物鏈中捕食與被捕食的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單向的 [2018·上海卷，T11B改編](√)
(3)一只狼捕食了一只兔子，則該狼就獲得了這只兔子能量的10%～20% [2016·江蘇卷，T16C改編](×)
(4)能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程 [2015·海南卷，T25A](√)
(5)生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí) [2015·海南卷，T25D](×)
【長(zhǎng)句特訓(xùn)·規(guī)范】
下圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為103 kJ/(m2·y)]。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

(1)該生態(tài)系統(tǒng)中流入生物群落的總能量有哪些來源？
________________________________________________________________________。
(2)生產(chǎn)者、植食性動(dòng)物和肉食性動(dòng)物固定的總能量分別是多少？__________________________________________________________(3)生產(chǎn)者→植食性動(dòng)物、植食性動(dòng)物→肉食性動(dòng)物的能量傳遞效率分別是____________(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
(4)假設(shè)食物全部來自生產(chǎn)者，按照?qǐng)D中的能量流動(dòng)規(guī)律，肉食性動(dòng)物要增加100 kg，則約需要消耗________ kg生產(chǎn)者。
(5)當(dāng)某種大型肉食性動(dòng)物遷入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，原有食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)有可能增加。生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量一般不會(huì)太多，原因是________________________________________________。
(6)如果將頂級(jí)肉食性動(dòng)物引入食物網(wǎng)只有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的某生態(tài)系統(tǒng)中，使得甲、乙兩種植食性動(dòng)物間的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果發(fā)生了反轉(zhuǎn)，即該生態(tài)系統(tǒng)中甲的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)地位喪失。假定該反轉(zhuǎn)不是由頂級(jí)肉食性動(dòng)物的直接捕食造成的，那么根據(jù)“恐懼生態(tài)學(xué)”知識(shí)推測(cè)，甲的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)地位喪失的可能原因是________________________________________________(答出一點(diǎn)即可)。
答案：(1)一個(gè)來源是光能，另一個(gè)來源是輸入的有機(jī)物中的化學(xué)能
(2)110×103 kJ/(m2·y)、16×103 kJ/(m2·y)、7.5×103 kJ/(m2·y)
(3)12.7%、15.6%
(4)5 047
(5)生產(chǎn)者固定的能量在沿食物鏈流動(dòng)過程中大部分都損失了，傳遞到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量較少
(6)甲對(duì)頂級(jí)肉食性動(dòng)物的恐懼程度比乙高，頂級(jí)肉食性動(dòng)物引入后甲逃離該生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量比乙多

1．兩種不同的能量流動(dòng)模型
(1)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)過程模型

圖中箭頭①指的是攝入量，若沒有箭頭③，則①代表的是同化量。
(2)“拼圖法”分析能量流動(dòng)過程

2．能量傳遞效率的相關(guān)計(jì)算
(1)食物鏈中能量的“最值”計(jì)算
設(shè)食物鏈A→B→C→D，分情況討論(如下表)：
①能量傳遞效率未知時(shí)(按20%即1/5、10%即1/10計(jì)算)
已知
問題
思路求解
由D“逆推”A(D凈增重M)用“除法”
至少需要A的量Y
Y＝
最多需要A的量Y
Y＝
由A“順推”D(A凈增重N)用“乘法”
D最多增重的量Y
Y＝N(1/5)3
D至少增重的量Y
Y＝N(1/10)3
②已確定營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計(jì)算。例如，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。
(2)在食物網(wǎng)中分析
在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問題時(shí)，需要確定相關(guān)的食物鏈，能量傳遞效率約為10%～20%，一般從兩個(gè)方面考慮：

(3)具有人工能量輸入的能量傳遞效率計(jì)算
人為輸入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分，但卻不是從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入的能量。如求第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)至第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量傳遞效率時(shí)，應(yīng)為第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量(不包括人工輸入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量)/第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量(包括人工輸入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量)×100%。



3．生態(tài)金字塔的類型及特點(diǎn)
項(xiàng)目
能量金字塔
數(shù)量金字塔
生物量金字塔
形狀



每一階含義
每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少
每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)量
每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含的有機(jī)物總量
象征含義
能量沿食物鏈流動(dòng)過程中具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)
一般情況下，生物個(gè)體數(shù)量在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減
一般情況下，生物體內(nèi)有機(jī)物的總量隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減
特征
正金字塔形
一般為正金字塔形，但可能出現(xiàn)“倒置”，如“樹→昆蟲→鳥”
一般為正金字塔形


能量流動(dòng)的過程及特點(diǎn)
生命觀念、科學(xué)思維
1．(2020·湖南岳陽(yáng)一模)下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)部分示意圖(字母表示能量)，下列敘述正確的是(　　)

A．圖中b＝h＋c＋d＋e＋f
B．縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率
C．“草→兔→狼”這一關(guān)系中，狼糞便中的能量屬于d
D．生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為b/a×100%
解析：選C。題圖中b＝h＋c，A錯(cuò)誤；縮短食物鏈可以減少能量的損耗，但無法提高能量傳遞效率，B錯(cuò)誤；“草→兔→狼”這一關(guān)系中，狼糞便中的能量屬于上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(兔)的同化量，即屬于兔用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量d，C正確；生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為初級(jí)消費(fèi)者同化的能量/生產(chǎn)者固定的能量＝(b－h(huán))/a×100%，D錯(cuò)誤。

2．某草原生態(tài)系統(tǒng)的一條食物鏈A→B→C中，各種群在一年時(shí)間內(nèi)對(duì)能量的同化、利用和傳遞等的數(shù)量統(tǒng)計(jì)如下表(單位：百萬千焦/年)。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
種群
輸入的
總能量
用于生長(zhǎng)、
發(fā)育和繁
殖的能量
呼吸
消耗
傳遞給
分解者
傳遞給下
一營(yíng)養(yǎng)級(jí)
未被利用
的能量
A


65.5
3.0
15.0
41.5
B
15.0
5

0.5

2.5
C
2
0.6
1.4
微量(不計(jì))
無

A．種群A、B、C構(gòu)成了該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落
B．種群B呼吸消耗的能量為5百萬千焦/年
C．能量從種群B到種群C的傳遞效率為12%
D．種群A儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量為59.5百萬千焦/年
解析：選D。群落是同一時(shí)間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中的各種生物種群的集合，種群A、B、C不能包含該生態(tài)系統(tǒng)的所有生物，所以不能構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落，A錯(cuò)誤；輸入的總能量＝呼吸消耗＋生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(又叫儲(chǔ)存的能量)，生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量＝流向分解者＋流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)＋未利用的能量，則種群B呼吸消耗的能量為15－5＝10(百萬千焦/年)，B錯(cuò)誤；相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率等于相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量之比，題干限定表格中的輸入的能量即為各種群同化量，則能量從種群B到種群C的傳遞效率為2/15×100%≈13.3%，C錯(cuò)誤；種群A儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量即凈同化量＝傳遞給分解者＋傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)＋未被利用的能量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5(百萬千焦/年)，D正確。

能量流動(dòng)的有關(guān)計(jì)算
科學(xué)思維
3.(2020·湖南衡陽(yáng)四中月考)右圖所示的食物網(wǎng)中，如果每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量傳遞效率均為20%，且下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)各種生物中獲得的能量相等。虎要獲得1 kJ 能量，則需要消耗草的能量為(　　)
A．150 kJ B．125 kJ
C．100 kJ D．75 kJ
解析：選D。每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量傳遞效率均為20%，且下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)各種生物中獲得的能量相等，在草→兔→狐→虎食物鏈中虎從草中獲取1×1/2÷20%÷20%÷20%＝62.5(kJ)能量；在草→羊→虎食物鏈中虎從草中獲取1×1/2÷20%÷20%＝12.5(kJ)能量；故需要消耗草的能量為62.5＋12.5＝75(kJ)。
4.(2020·山西沂州一中月考)右圖為生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖，若E生物種群的總能量為7.1×109 kJ，B生物種群的總能量為2.3×108 kJ。從理論上計(jì)算，A儲(chǔ)存的總能量最少為(　　)
A．7.1×108 kJ B．4.8×107 kJ
C．5.95×107 kJ D．2.3×107 kJ
解析：選B。由題圖可知，D為生產(chǎn)者，要使A獲得的能量最少，則必須保證三個(gè)條件：一是能量來源途徑要最少，二是能量傳遞效率要最低，三是食物鏈要最長(zhǎng)。故從理論上講，與A儲(chǔ)存的能量最少相關(guān)的食物鏈不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同時(shí)存在，只能是D→E→C→A。故E的能量在傳給A的途徑中，只有確保：①E在傳給B時(shí)用去的能量最多，②E的總能量減去傳給B的后再傳給C時(shí)傳遞效率最低，③C在傳給A時(shí)效率最低，結(jié)果才能使A獲得的能量最少。所以據(jù)此計(jì)算得A儲(chǔ)存的總能量最少為(7.1×109－2.3×108÷10%)×10%×10%＝4.8×107(kJ)。

生態(tài)金字塔的識(shí)別與分析
科學(xué)思維
5．(2019·高考全國(guó)卷Ⅱ)如果食物鏈上各營(yíng)養(yǎng)級(jí)均以生物個(gè)體的數(shù)量來表示，并以食物鏈起點(diǎn)的生物個(gè)體數(shù)作底層來繪制數(shù)量金字塔，則只有兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的夏季草原生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)是牧草，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)是羊)和森林生態(tài)系統(tǒng)(假設(shè)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)是喬木，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)是昆蟲)數(shù)量金字塔的形狀最可能是(　　)
A．前者為金字塔形，后者為倒金字塔形
B．前者為倒金字塔形，后者為金字塔形
C．前者為金字塔形，后者為金字塔形
D．前者為倒金字塔形，后者為倒金字塔形
解析：選A。夏季草原生態(tài)系統(tǒng)中，作為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的牧草的個(gè)體數(shù)量遠(yuǎn)大于作為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的羊的個(gè)體數(shù)量，該生態(tài)系統(tǒng)數(shù)量金字塔的形狀最可能是金字塔形。而在森林生態(tài)系統(tǒng)中，作為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的喬木的一個(gè)個(gè)體上生活著大量的作為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的昆蟲個(gè)體，該生態(tài)系統(tǒng)數(shù)量金字塔的形狀最可能為倒金字塔形。
6.某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量金字塔由最下面一層到最上面一層共四層，分別為甲、乙、丙、丁(右圖)，若有外來生物戊入侵，且會(huì)與丙競(jìng)爭(zhēng)食物，但不會(huì)被丁所捕食。下列說法不正確的是(　　)
A．甲可能為綠色植物，甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和
B．甲、乙、丙、丁構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落
C．丁生物的種群數(shù)量很可能會(huì)逐漸減少
D．戊在生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)
解析：選B。處于能量金字塔最底層的是生產(chǎn)者，所以甲可能為綠色植物，生產(chǎn)者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和；能量金字塔包含生產(chǎn)者和消費(fèi)者，不包含分解者，而生物群落應(yīng)該包含該生態(tài)系統(tǒng)中的所有生物，故甲、乙、丙、丁不能構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落；由于生物戊入侵，與丙(丁的食物)競(jìng)爭(zhēng)食物，所以丙的數(shù)量會(huì)下降，又由于戊不會(huì)被丁所捕食，故丁生物的種群數(shù)量很可能會(huì)因食物減少而逐漸減少；戊與丙競(jìng)爭(zhēng)食物，所以在生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

能量流動(dòng)原理的應(yīng)用
社會(huì)責(zé)任
7.右圖是一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，下列關(guān)于該系統(tǒng)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作用儲(chǔ)存的能量
B．沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者
C．沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用
D．多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用率

解析：選C。該生態(tài)系統(tǒng)中，沼氣池中的微生物能利用農(nóng)作物固定的太陽(yáng)能，屬于分解者，A、B正確；在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)是單向的，不能循環(huán)利用，C錯(cuò)誤；物質(zhì)和能量的多級(jí)利用，減少了能量的流失，提高了能量的利用率，D正確。


[易誤警示]
易錯(cuò)點(diǎn)1　生態(tài)系統(tǒng)成分的幾個(gè)誤區(qū)
[點(diǎn)撥]　(1)植物≠生產(chǎn)者：菟絲子屬于植物，營(yíng)寄生生活，是消費(fèi)者。
(2)動(dòng)物≠消費(fèi)者：禿鷲、蚯蚓、原生動(dòng)物等以動(dòng)、植物殘?bào)w為食的腐生動(dòng)物屬于分解者。
(3)細(xì)菌≠分解者：硝化細(xì)菌和光合細(xì)菌是自養(yǎng)型生物，屬于生產(chǎn)者；寄生細(xì)菌屬于消費(fèi)者。
易錯(cuò)點(diǎn)2　因混淆“攝入量”與“同化量”“糞便中的能量”與“尿液中的能量”而出錯(cuò)
[點(diǎn)撥]　(1)攝入量≠同化量：攝入量－糞便中的能量才是同化量，動(dòng)物的糞便不曾被動(dòng)物消化吸收而同化，不屬于同化量，如兔吃草時(shí)，兔糞便中的能量應(yīng)為草流向分解者的能量，而不屬于兔的同化量。
(2)糞便中的能量≠尿液中的能量：糞便中的能量不屬于動(dòng)物同化量，但尿液中尿素所含能量應(yīng)屬于動(dòng)物同化量的一部分。
易錯(cuò)點(diǎn)3　錯(cuò)將“相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)”間的傳遞效率等同于“相鄰兩個(gè)生物個(gè)體”間的傳遞效率，從而出現(xiàn)“一只狼捕獲一只狐時(shí)獲得了其10%～20%的能量”的錯(cuò)誤結(jié)論
[點(diǎn)撥]　能量傳遞效率是指“相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)”間的傳遞效率，即下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)全部生物同化量/上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)全部生物同化量×100%，而不是相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)中某個(gè)體間的傳遞效率，如“一只狼”捕獲“一只狐”時(shí)，應(yīng)獲得了狐的“大部分能量”而不是獲得“10%～20%”的能量，“所有狼”可獲得“所有狐”的能量才是10%～20%。
易錯(cuò)點(diǎn)4　誤認(rèn)為能量金字塔中每一塔級(jí)只包含一種生物，或者認(rèn)為能量金字塔中生物僅構(gòu)成一條食物鏈

[點(diǎn)撥]　能量金字塔中每一塔級(jí)應(yīng)代表一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)環(huán)節(jié)，由塔底到塔頂依次為生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者→三級(jí)消費(fèi)者……，每一塔級(jí)所包含的生物可為多個(gè)物種，如初級(jí)消費(fèi)者環(huán)節(jié)中可包含所有植食性動(dòng)物(如圖示金字塔中乙內(nèi)所有植食性動(dòng)物)，故能量金字塔中各環(huán)節(jié)可形成復(fù)雜的食物網(wǎng)，而不是只形成一條食物鏈。
易錯(cuò)點(diǎn)5　能量傳遞效率≠能量利用率
[點(diǎn)撥]　能量傳遞效率體現(xiàn)的是能量流動(dòng)過程中所遵循的客觀規(guī)律，不能隨意改變；但能量利用率可以人為改變，例如充分利用作物秸稈就可以提高能量利用率。
[糾錯(cuò)體驗(yàn)]
1．(2020·山東濟(jì)寧一中高三質(zhì)檢)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)成分中生物部分的敘述，正確的是(　　)
A．生產(chǎn)者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自養(yǎng)型生物
B．動(dòng)物都屬于消費(fèi)者，其中食草動(dòng)物處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)
C．細(xì)菌都屬于分解者，其異化作用類型有需氧型和厭氧型兩類
D．生產(chǎn)者和分解者之間都是直接聯(lián)系的，消費(fèi)者可有可無
解析：選A。生產(chǎn)者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自養(yǎng)型生物，A正確；有些動(dòng)物屬于分解者，如蜣螂等，B錯(cuò)誤；有些細(xì)菌屬于生產(chǎn)者，如硝化細(xì)菌等，
C錯(cuò)誤；在生態(tài)系統(tǒng)的成分中，消費(fèi)者可加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)等，D錯(cuò)誤。
2．下列說法正確的是(　　)
A．河流中所有生物和無機(jī)環(huán)境共同組成河流生態(tài)系統(tǒng)
B．土壤中的硝化細(xì)菌是異養(yǎng)生物，因而不屬于生產(chǎn)者
C．生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，其體型必然越大
D．在生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，食物網(wǎng)可使每種生物都限定在一條食物鏈的固定位置上
答案：A
3．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述，正確的是(　　)
A．食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的主渠道，是生態(tài)系統(tǒng)維持相對(duì)穩(wěn)定的重要條件
B．流經(jīng)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量是指三級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi)的能量
C．能量金字塔和生物量金字塔可以出現(xiàn)倒置現(xiàn)象
D．一只狼捕食了一只兔子，則該狼就獲得了這只兔子能量的10%～20%
答案：A


1．(2020·遼寧錦州期末)下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)成分的敘述，正確的是(　　)
A．自養(yǎng)生物都屬于生產(chǎn)者，都可以進(jìn)行光合作用，把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物
B．寄生在人體內(nèi)的各種細(xì)菌都屬于分解者
C．分解者都是腐生生物，是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的成分
D．非生物的物質(zhì)和能量是指陽(yáng)光、水分、空氣、細(xì)菌等
解析：選C。自養(yǎng)生物都屬于生產(chǎn)者，但不一定都可以進(jìn)行光合作用，如硝化細(xì)菌不可以進(jìn)行光合作用，但能進(jìn)行化能合成作用；寄生在人體內(nèi)的細(xì)菌屬于消費(fèi)者；分解者都是腐生生物，是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的成分；非生物的物質(zhì)和能量主要包括陽(yáng)光、水分、空氣、無機(jī)鹽等，細(xì)菌是生物，不屬于非生物的物質(zhì)和能量。
2．(2020·山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)質(zhì)檢)在美國(guó)西海岸的一個(gè)基巖質(zhì)海岸的潮間帶棲息著藤壺、貽貝、帽貝和石鱉等幾種動(dòng)物，這些動(dòng)物被海星所捕食?？茖W(xué)家將海星從實(shí)驗(yàn)小區(qū)中移除一段時(shí)間后，調(diào)查小區(qū)中被捕食物種的數(shù)量由15種迅速下降到8種，同時(shí)發(fā)現(xiàn)藤壺和貽貝種群數(shù)量明顯增加。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．小區(qū)中藤壺、貽貝、帽貝和石鱉等動(dòng)物構(gòu)成一個(gè)生物群落
B．海星可以位于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)
C．海星移除后，小區(qū)物種數(shù)量下降的原因是被捕食者之間競(jìng)爭(zhēng)加劇
D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明捕食者的存在有利于維持生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性
解析：選A。生物群落是一定時(shí)間內(nèi)的一定區(qū)域的全部生物，包括動(dòng)物、植物和微生物，A錯(cuò)誤；海星以藤壺、貽貝、帽貝和石鱉等幾種動(dòng)物為食，可以是第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，B正確；海星移除后，“小區(qū)中被捕食物種的數(shù)量由15種迅速下降到8種，同時(shí)發(fā)現(xiàn)藤壺和貽貝種群數(shù)量明顯增加”，說明被捕食者之間競(jìng)爭(zhēng)加劇，而藤壺和貽貝在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，C正確；海星移除后，“小區(qū)中被捕食物種的數(shù)量由15種迅速下降到8種”，說明捕食者的存在有利于維持生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性，D正確。
3．(2020·湖南永州一模)某種甲蟲以土壤中的落葉為主要食物，假如沒有這些甲蟲，落葉層將嚴(yán)重堆積，最終導(dǎo)致落葉林生長(zhǎng)不良。下列分析正確的是(　　)
A．這種甲蟲屬于次級(jí)消費(fèi)者
B．這種甲蟲與落葉樹之間為捕食關(guān)系
C．這種甲蟲對(duì)落葉林的物質(zhì)循環(huán)有促進(jìn)作用
D．這種甲蟲在能量金字塔中位于底部
解析：選C。由題干“甲蟲以土壤中的落葉為主要食物，假如沒有這些甲蟲，落葉層將嚴(yán)重堆積”可知，甲蟲應(yīng)該屬于生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，A錯(cuò)誤；食物鏈中的生物之間是捕食關(guān)系，而甲蟲是分解者，不屬于食物鏈的成分，B錯(cuò)誤；甲蟲屬于分解者，能夠促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，C正確；甲蟲是分解者，而能量金字塔的底部是生產(chǎn)者，D錯(cuò)誤。
4．(2020·河北唐山一模)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的敘述，正確的是(　　)
A．初級(jí)消費(fèi)者同化的能量?jī)?chǔ)存于其體內(nèi)增重的有機(jī)物中
B．能量傳遞效率總是隨著食物鏈的增加而減少
C．太陽(yáng)能只有通過生產(chǎn)者才能輸入生態(tài)系統(tǒng)中
D．如果停止對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)會(huì)立即消亡
解析：選C。初級(jí)消費(fèi)者同化的能量一部分在細(xì)胞呼吸中以熱能的形式散失掉，一部分用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖，儲(chǔ)存于其體內(nèi)增重的有機(jī)物中，A錯(cuò)誤；能量傳遞效率在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間約為10%～20%，一般不會(huì)隨著食物鏈的增加而減少，B錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一般是從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始的，太陽(yáng)能只有通過生產(chǎn)者才能輸入生態(tài)系統(tǒng)中，C正確；如果停止對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入，則這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)沒有能量來源不能維持很久，最終這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)會(huì)消亡，但不會(huì)立即消亡，D錯(cuò)誤。
5．(2020·安徽黃山模擬)下圖是某陸地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的主要部分，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．圖中的生物種類繁多，充分體現(xiàn)了生物多樣性
B．該生態(tài)系統(tǒng)的形成是圖中各生物間共同進(jìn)化的結(jié)果
C．該生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和信息傳遞是單向進(jìn)行的
D．各種群的基因頻率不斷變化導(dǎo)致生物不斷進(jìn)化
解析：選D。生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，題圖中的生物種類繁多，只體現(xiàn)了物種多樣性，A錯(cuò)誤；共同進(jìn)化包括不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間的不斷進(jìn)化和發(fā)展，B錯(cuò)誤；該生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是單向的，信息傳遞一般是雙向進(jìn)行的，C錯(cuò)誤；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，故各種群的基因頻率不斷變化導(dǎo)致生物不斷進(jìn)化，D正確。
6．下圖是某池塘生態(tài)系統(tǒng)中的兩條食物鏈，大量捕撈花鰱后，種群將有所變化。綠藻和白鰱短期內(nèi)種群數(shù)量變化趨勢(shì)依次是(　　)

A．上升、上升　　　　 B．上升、下降
C．下降、下降 D．下降、上升
答案：C
7．(2020·河北正定月考)下圖為某湖泊中的食物網(wǎng)。浮游植物急劇增加時(shí)不會(huì)引起(　　)

A．水華現(xiàn)象
B．a(chǎn)和b的數(shù)量增長(zhǎng)
C．c、d和e的數(shù)量可能大量減少
D．c與d因食物豐富而競(jìng)爭(zhēng)加劇
解析：選D。浮游植物急劇增加，可能是由于水體富營(yíng)養(yǎng)化，會(huì)導(dǎo)致水華現(xiàn)象發(fā)生；a和b以浮游植物為食，浮游植物增加，a、b食物來源增加，數(shù)量增長(zhǎng)；若發(fā)生水華，水體缺氧，導(dǎo)致水中魚類大量死亡，數(shù)量減少；c和d攝取的食物不同，不會(huì)因食物形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
8．(2020·江西撫州臨川一中期中)下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的類型和去向(d表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)未被利用的能量)。下列有關(guān)敘述中不正確的是(　　)

A．圖中a1、a2可表示生產(chǎn)者與消費(fèi)者的呼吸量，但所占比例不符
B．生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率為(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)
C．消費(fèi)者從生產(chǎn)者攝取的能量數(shù)值可用b1表示，且此部分能量存在于有機(jī)物中
D．在食物鏈中，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量的方式及能量的用途相同
解析：選D。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量大部分用于呼吸作用，a1、a2可表示生產(chǎn)者與消費(fèi)者的呼吸量，但a1所占比例偏??；能量傳遞效率為相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化量之比，圖中能量傳遞效率為(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)；b1表示消費(fèi)者從生產(chǎn)者攝取的能量，存在于生產(chǎn)者光合作用制造的有機(jī)物中；食物鏈中，第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過光合作用固定太陽(yáng)能，其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物通過捕食直接攝取有機(jī)物，對(duì)最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物來說，能量不會(huì)再流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，即各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物獲得能量的方式和能量的用途不盡相同。
9．(2019·高考江蘇卷)下圖1是某生態(tài)系統(tǒng)部分生物關(guān)系示意圖。請(qǐng)回答下列問題：

圖1
(1)生態(tài)系統(tǒng)最基本的生物成分是________。圖1由喬木、草本植物、蝗蟲、蜘蛛和雜食性鳥構(gòu)成的食物網(wǎng)中，雜食性鳥分別處于第________營(yíng)養(yǎng)級(jí)。
(2)從圖1所示的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系分析，屬于分解者的有________________________________________________________________________。
有機(jī)碎屑被徹底分解產(chǎn)生的________________(至少寫出兩類)等供生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)利用。
(3)由于喬木的遮擋程度不同，導(dǎo)致了不同區(qū)域地表的草本植物、真菌等生物種類和數(shù)量有一定差異，地表生物的這種區(qū)域差異分布體現(xiàn)了群落具有________結(jié)構(gòu)。
(4)下列屬于該區(qū)域東亞飛蝗種群基本特征的有__________________________________________________________(填序號(hào))。
①空間分布?、谶w入率　③互利共生?、芪锓N豐富度?、莘N群密度

(5)圖2是圖1生態(tài)系統(tǒng)中某兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(甲、乙)的能量流動(dòng)示意圖，其中a～e表示能量值。乙糞便中食物殘?jiān)哪芰堪赺_______(填圖2中字母)中，乙用于生長(zhǎng)、發(fā)育及繁殖的能量值可表示為________(用圖2中字母和計(jì)算符號(hào)表示)。




解析：(1)生態(tài)系統(tǒng)最基本的生物成分是生產(chǎn)者。由題圖1可知，在喬木→雜食性鳥中，雜食性鳥處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)；在草本植物→蝗蟲→雜食性鳥中，雜食性鳥處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)；在草本植物→蝗蟲→蜘蛛→雜食性鳥中，雜食性鳥處于第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)根據(jù)分解者的功能分析，能分解有機(jī)碎屑的生物應(yīng)為分解者，故題圖1中大型真菌和跳蟲屬于分解者。有機(jī)碎屑被徹底分解，可產(chǎn)生CO2、無機(jī)鹽、H2O等供生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)利用。(3)據(jù)題干“導(dǎo)致了不同區(qū)域地表的草本植物、真菌等生物種類和數(shù)量有一定差異”分析可知，這種分布差異體現(xiàn)了群落具有水平結(jié)構(gòu)。(4)種群的基本特征有種群密度、年齡組成和性別比例、出生率和死亡率、遷入率和遷出率等數(shù)量特征及空間特征，據(jù)此判斷①為種群的空間特征，②⑤為種群的數(shù)量特征，③為種間關(guān)系，④屬于群落特征，由此可確定①②⑤符合題意。(5)據(jù)題可知，乙糞便中食物殘?jiān)哪芰繉儆谏弦粻I(yíng)養(yǎng)級(jí)流向分解者的能量，即c中的能量。乙用于生長(zhǎng)、發(fā)育及繁殖的能量為其同化量(a)減去呼吸作用消耗(b)后剩余的能量，可表示為a－b。
答案：(1)生產(chǎn)者　二、三、四　(2)大型真菌、跳蟲　無機(jī)鹽、CO2、H2O　(3)水平　(4)①②⑤　(5)c　a－b
10．下表是對(duì)某水生生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果，表中A、B、C、D分別表示不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體儲(chǔ)存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
單位：102kJ/(m2·a)

Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
回答下列問題：
(1)能量流動(dòng)是從A、B、C、D中的哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)開始的？
________。判斷依據(jù)是________________________________________。
(2)該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率約為________。
(3)從能量輸入和輸出角度看，該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________。
解析：據(jù)題表及題干可知，B營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定的能量最多，故B為生產(chǎn)者，又因?yàn)镋為分解者，所以食物鏈為B→D→A→C，再根據(jù)公式計(jì)算從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。輸入的總能量即為生產(chǎn)者固定的總能量＝870.7×102 kJ(m2·a)，輸出的總能量＝所有生物呼吸消耗的能量之和＝13.1＋501.3＋0.6＋79.1＋191.4＝785.5×102[kJ(m2·a)]，因?yàn)?70.7×102 kJ(m2·a)＞785.5×102 kJ(m2·a)，所以生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量大于所有生物消耗的能量之和，即該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是增加的。
答案：(1)B　B營(yíng)養(yǎng)級(jí)含能量最多，B為生產(chǎn)者
(2)5.7%
(3)是　該生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量大于所有生物消耗的能量之和

11．(2016·高考天津卷)在絲瓜地生態(tài)系統(tǒng)中，絲瓜、昆蟲甲、昆蟲乙存在捕食關(guān)系。下圖為某年度調(diào)查甲、乙兩種昆蟲種群數(shù)量變化的結(jié)果。下列敘述正確的是(　　)

A．該絲瓜地的碳循環(huán)在絲瓜、昆蟲與無機(jī)環(huán)境之間完成
B．依據(jù)隨機(jī)取樣原則統(tǒng)計(jì)成蟲數(shù)量可計(jì)算出昆蟲種群密度
C．乙與甲的數(shù)量比值代表兩種昆蟲間的能量傳遞效率
D．乙數(shù)量的增加會(huì)減少甲種群對(duì)絲瓜的攝食量
解析：選D。碳循環(huán)發(fā)生的范圍為“生物圈”，并非一個(gè)小生態(tài)系統(tǒng)，A錯(cuò)誤；進(jìn)行種群密度調(diào)查時(shí)應(yīng)統(tǒng)計(jì)所有的同種昆蟲，不能只統(tǒng)計(jì)成蟲，B錯(cuò)誤；能量傳遞效率是相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的同化量之比，不是兩種生物之間的數(shù)量比值，C錯(cuò)誤；題圖信息表明乙為甲的天敵，乙增多，甲會(huì)減少，因此若乙數(shù)量增加，則甲種群對(duì)絲瓜的攝食將減少，D正確。
12．(2020·北京朝陽(yáng)期末)下圖是某生態(tài)系統(tǒng)一條食物鏈中的三個(gè)種群一年內(nèi)能量流動(dòng)統(tǒng)計(jì)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．三個(gè)種群組成的食物鏈?zhǔn)洽瘛颉?br /> B．種群Ⅱ全部生物的呼吸消耗量約為6.95×107 kJ
C．不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量流動(dòng)以有機(jī)物為載體
D．第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率約為10%
解析：選C。題圖中種群Ⅱ同化的能量最多，其次是種群Ⅰ，最少的是種群Ⅲ，所以三個(gè)種群組成的食物鏈?zhǔn)洽颉瘛?，A錯(cuò)誤；種群Ⅱ全部生物同化的能量有四個(gè)去向：呼吸消耗、流向分解者、流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和未利用，呼吸作用消耗的能量＋流向分解者的能量為111.0×106－41.5×106－15×106＝5.45×107 kJ，B錯(cuò)誤；能量在不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間以有機(jī)物的形式流動(dòng)，C正確；能量傳遞效率＝某一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量÷上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率約為3.0×106÷(15.0×106)×100%＝20%，D錯(cuò)誤。
13．(2020·河南周口期末)假定某種群當(dāng)年數(shù)量是一年前種群數(shù)量的λ倍，下圖1為λ值隨時(shí)間的變化曲線；圖2為該生態(tài)系統(tǒng)的部分能量流動(dòng)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)

A．圖1中a～d時(shí)間段內(nèi)，d時(shí)種群數(shù)量最多，第d年和第e年種群數(shù)量相等
B．圖1中b～c時(shí)間段內(nèi)，λ值基本不變，此時(shí)種群的年齡組成為穩(wěn)定型
C．據(jù)圖2分析可知，生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為D2/D1
D．若初級(jí)消費(fèi)者用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為N，則其同化量為N＋A2
解析：選D。題圖1中a～d時(shí)間段內(nèi)，λ>1，種群數(shù)量持續(xù)增加，故第d年時(shí)種群數(shù)量最多，在d～e時(shí)間段內(nèi)，λ1，說明種群數(shù)量仍在增長(zhǎng)，故此時(shí)種群的年齡組成為增長(zhǎng)型，B錯(cuò)誤；據(jù)題圖2分析可知，生產(chǎn)者的同化量為W1，初級(jí)消費(fèi)者的同化量為D1，故生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為D1/W1×100%，C錯(cuò)誤；用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用散失的能量，所以若初級(jí)消費(fèi)者用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為N，則其同化量為N＋A2，D正確。
14．(2020·山西沂州一中月考)下圖為“?；~塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解，據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．圖中用于桑樹生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量是C
B．圖中未利用的能量是指蠶糞便中的能量
C．桑樹與蠶之間的能量傳遞效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示
D．桑樹的總光合作用固定的能量可以用B＋C表示
解析：選B。B表示桑樹的呼吸作用消耗的能量、C表示用于桑樹生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量。桑樹的總光合作用固定的能量是B＋C。桑樹與蠶之間的能量傳遞效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示。未利用的能量是指既沒有流向分解者，也沒有流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和用于呼吸的能量。
15．太湖是我國(guó)大型淺水湖泊，研究人員對(duì)太湖生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行研究。下圖為該生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量流動(dòng)關(guān)系簡(jiǎn)圖，相關(guān)數(shù)值用有機(jī)物干物質(zhì)量表示(單位：t·km－2·a－1)。

回答下列問題：
(1)從生態(tài)系統(tǒng)成分的角度分析，太湖中有些浮游動(dòng)物既可以作為________又可以作為________。
(2)太湖生態(tài)系統(tǒng)中存在一種以死亡生物或有機(jī)碎屑為起點(diǎn)的碎屑食物鏈，還有一種通過生物間________關(guān)系形成的捕食食物鏈。植物流入浮游動(dòng)物的能量?jī)H占浮游動(dòng)物總能量的________%(保留小數(shù)點(diǎn)后1位)，這說明________________食物鏈在太湖生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中起更重要的作用。
(3)統(tǒng)計(jì)蘆葦?shù)韧λ参锏目偰芰繒r(shí)，可在采樣點(diǎn)________選取樣方后，將其中的植物連根拔出后進(jìn)行稱重，再計(jì)算得出總能量。
(4)當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)能量的輸入與呼吸散失的比值逐漸接近于________時(shí)，表明生態(tài)系統(tǒng)逐漸演變到成熟階段，而太湖遠(yuǎn)未達(dá)到此階段。
(5)小型魚蝦的能量只傳遞給食魚性魚類，分析小型魚蝦中的能量除________________、呼吸散失和流向有機(jī)碎屑外，其流向還包括人類的捕撈活動(dòng)。如果人類捕撈活動(dòng)的強(qiáng)度過大，容易導(dǎo)致太湖中的魚類以低齡群體為主，物種多樣性較低，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的________穩(wěn)定性下降。因此，只有合理利用資源，才能保證人與自然和諧發(fā)展。
解析：(1)由題圖可知，生態(tài)系統(tǒng)中的浮游動(dòng)物以植物為食，屬于消費(fèi)者；又可以生物體的有機(jī)碎屑為食，屬于分解者。
(2)生態(tài)系統(tǒng)中存在一種以死亡生物或有機(jī)碎屑為起點(diǎn)的碎屑食物鏈，還有一種通過生物間捕食關(guān)系形成的捕食食物鏈，捕食食物鏈?zhǔn)且陨a(chǎn)者為起點(diǎn)，以不被捕食的動(dòng)物為最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)。由題圖可知，植物流入浮游動(dòng)物的能量為2 198 t·km－2·a－1，而流入浮游動(dòng)物的總量是2 198＋14 265＝16 463(t·km－2·a－1)，故植物流入浮游動(dòng)物的能量?jī)H占浮游動(dòng)物總能量的比值為2 198÷16 463×100%≈13.4%。這說明碎屑食物鏈在太湖生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中起更重要的作用。
(3)在使用樣方法統(tǒng)計(jì)種群密度時(shí)，需隨機(jī)取樣，避免在特別密集或特別稀疏的地方取樣，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。
(4)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，能量的輸入與呼吸散失的比值逐漸接近于1，此時(shí)才是處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。
(5)小型魚蝦的能量除傳遞給下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)、呼吸散失和流向有機(jī)碎屑外，還會(huì)被人類捕撈作為食物。生態(tài)系統(tǒng)中物種多樣性降低，自我調(diào)節(jié)能力降低，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性會(huì)降低。
答案：(1)消費(fèi)者　分解者　(2)捕食　13.4　碎屑　(3)隨機(jī)　(4)1(或答相等)　(5)傳遞給下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)　抵抗力


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